بازطراحی و ساخت چاپگر سه‌بعدی رسوب‌گذار ذوبی با هدف افزایش دقت چاپ و کاهش ارتعاشات
محورهای موضوعی : یافته های نوین کاربردی و محاسباتی در سیستم های مکانیکی
امید سرابی
1
,
فرزاد چراغ پور سموتی
2
1 - گروه پژوهشی سامانه‌های مکانیکی هوشمند، واحد پردیس، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 - استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد پردیس، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
کلید واژه: چاپگر سه‌بعدی, پرینتر سه‌بعدی, مدلسازی رسوب مذاب, افزایش دقت چاپ, کاهش ارتعاشات,
چکیده مقاله :
چاپ سه‌بعدی از نوع رسوب‌گذار ذوبی از سریع‌ترین نوع در حال رشد فن‌آوری نمونه‌سازی سریع است. در چاپ سه‌بعدی شی فیزیکی از یک مدل دیجیتالی سه‌بعدی، با قراردادن لایه‌های متوالی نازکی از یک ماده ایجاد می‌شود. کیفیت و خواص مکانیکی چاپ رسوب‌گذار ذوبی متاثر از پارامترهای مختلف چاپ و ساختار چاپگر است. هدف این مقاله بازطراحی زیربخش‌هایی از چاپگر سه‌بعدی نظیر مناسب‌ترین قطر نازل و همچنین سازه مکانیکی چاپگر است، که در نهایت منجر به ارتقا دقت چاپ در قطعه نمونه‌سازی شده شوند. بدین‌منظور، ابتدا در طراحی سازه چاپگر، هندسه مقطع و متریال پروفیل‌های مورد استفاده بهبود داده شد، که در نتیجه آن ارتعاشات سازه دستگاه در هنگام پرینت به میزان قابل توجهی برطرف گردید. سپس با طراحی مجدد و ساخت اکسترودر چاپگر، ارتعاشات نازل دستگاه در هنگام پرینت کاسته شد. درنهایت با تنظیم کنترل استپ موتورهای محرک محورهای چاپگر، نیروی ناشی از شتاب حرکت محورها در شروع و توقف کاهش پیدا کرد. اثر این سه اقدام دقت چاپگر را به¬صورت قابل ملاحظه‌ای بهبود بخشید. تست‌های تجربی روی قطعه استاندارد برای ارزیابی دقت چاپگرها انجام گرفت و صحت نتایج را تصدیق نمودند.
Fused Deposition Modeling (FDM) 3D printing is one of the fast-growing types of Rapid Prototyping (RP) technology. 3D printing refers to fabricating a physical object from a 3D digital model by laying down successive thin layers of material. The mechanical properties and quality of the printed objects are extensively dependent on various print parameters. This study aimed to find optimized tuning parameters of print such as nozzle diameter and speed and temperature of print to improve accuracy in the prototyped part. For this purpose, the type and material of the employed profiles were first improved during the structural design of the printer, such that the structural vibrations of the device were removed considerably. Secondly, the nozzle vibrations were reduced by the redesign of the printer’s extruder. The stop/start movement of the axes was optimized through the control of the driving stepper motors of the printer’s axes. The effect of these three optimization steps enhanced the accuracy of the printer to a considerable extent. In The experimental tests, various combinations of print parameters have been examined to find the best settings. Printing of the standard model evaluated the accuracy of the printer and confirmed the validity of the results.